Question

恒星核聚变为何会造成体积膨胀、质量增大?

Answer 1

不是恒星核聚变会造成体积增大。原理类似水冻成冰后体积增大。恒星到后期聚变燃料会即将耗尽，恒星温度骤减，才造成体积增大。
在耗尽了核心的氢燃料之后，燃烧将会移至核心外围的氢气层。因为惰性的氦核本身没有能源，便因为重力而收缩并被加热，在上面的氢也会跟着一起收缩，因此融合的速度会增加，产生更多的能量，导致恒星变得更为明亮(比原来亮1,000～10,000倍)并且使体积膨涨。体绩膨涨的程度超过发光能力的增加，因此表面的有效温度下降。当恒星的质量足以点燃氦聚变，类似的反应又再发生，核心的氦会被耗尽，转而消耗外层的氦。同样的，氢也会在较浅的位置上以较复杂的方式继续聚变成氦。这时的恒星已经到达赫罗图上的渐近巨星分支。表面温度的下降使得恒星的颜色倾向红色，因此称为红巨星。理论上，恒星光谱从A至K的主序星会演化成为红巨星，O与B型的恒星会成为超巨星。质量很低的恒星只有对流层[，这些恒星不能让累积在核心的氦产生核聚变，因而即使用尽了氢也不能成为红巨星。
了解了吧，可以做个类似的实验，用保鲜膜套住一块冰，等他融化，溶化后你会发现保鲜膜中除了水之外还多出了一些空间，这就是融化密度增高，可以反推恒星的变化。